JP2005148809A - タッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】 文字入力のときに小型キーボードと同等の操作性で入力できるタッチパネルを提供する。
【解決手段】 一対の透明電極８、９を配置した入力側の上基板４と下基板７とを透明電極８、９を内側にして対向配置してなり、表示や印字した仮想キーボードのキーまたはボタンを押下して文字や記号などを入力あるいは選択入力するタッチパネルにおいて、上基板２４は各キーあるいはボタンに対応するそれぞれの位置に上面から突出する凸状の突起部２１を有し、該突起部２１と上基板２４とが一体に形成されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は小型の携帯情報機器において液晶ディスプレイの画面上に配置し透視した画面の指示に従って使用者が情報の表示画面を指やペン等で直接押してデータの入力が行われるタッチパネルに関し、特に表示や印字した仮想キーボードのキーあるいはボタンを押下して文字や記号などを入力あるいは選択入力するタッチパネルに関する。

図５は従来技術におけるタッチパネルを用いた携帯情報機器１１を示す平面図である。図５に示すように携帯情報機器１１は画面１２がほぼ全面に配置され、画面１２中の上段の表示部１３に文字などを表示し、下段の仮想キーボード表示部１４に仮想キーボード１５を表示する。図６はタッチパネルの主要部を示す断面図である。図６に示すようにタッチパネル１０は液晶表示パネル２０の画面上に配置され、透明電極８を配設した可撓性を有する上基板４と、透明電極９を配設した下基板７とが所定の空間を隔てて透明電極同８、９が互いに対面するように配置されている。このタッチパネル１０において上基板４の上部を入力ペンまたは指で押圧したとき、上基板４が撓んでその押圧点において上基板４の透明電極８が下基板７の透明電極９と接触する。そして、その接触点の座標が電気抵抗の測定によって検知されて入力情報が読取られる。

このような従来技術におけるタッチパネルが液晶表示パネルと組み合わされて使用され、表示装置に仮想キーボードを表示し、指先によってタッチして入力する場合の例を図７に示す。図７に示すように、指先５でタッチパネルシート３を押下すると、タッチパネルの上基板４と接触する変形範囲４ａ（面積）が大きくなり、図示しないが下方に表示する仮想キーボードのキーのサイズを当該変形範囲４ａよりも大きくしないと隣接するキーを押下して誤入力となってしまうので、必然的に表示するキーのサイズが大きくなり、その結果、文字やイメージを表示する部分が少なくなっていた。このように指先で操作するとタッチする面積が大きくなるため、仮想キーボードを大きく表示しなくてはならず、表示のための領域が小さくなってしまう問題があった。また、携帯情報機器などのキー入力ボードをタッチパネルで構成しようとする場合、小型機器である程入力面が小さいため、指入力で文字、数字、指標等に形成されたアイコンを押す場合に一般的な人の指のサイズの制約で、テンキーのようなアイコンを小型化して配置するピッチに限界があり、多くのアイコンを配設できないという問題があった。

また、入力ペンを用いれば上記の問題は改善され仮想キーボードを小さくできるが、ペンで小さな領域をタッチするのは操作性の面で難がある。例えば携帯電話などにこの方式を使う場合、ペン入力では使い勝手が悪く受け入れられない。そこでこれらの問題点を解決した例として次のようなタッチパネルの例が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。このタッパネルは図８に示すように、タツチパネルの上基板４上にアイコン等の位置に対応させて凸状の突起１を形成した補助シート２を載置させることで指先５で押下し易くすると共に押下したときにタッチパネルの上基板４の押下する部分の変形範囲６（面積）を指先５よりも小さくできる。このため比較的小さなピッチで仮想キーボードのキーやボタンを配設することが可能である。

特開平１１−１１０１１１号公報（第３−５頁、図１）

しかしながら、従来技術のタッチパネルにおいては、上下面の少なくとも一方に凸状の突起１を形成した柔軟な補助シート２を用いているため、タツチパネル下面の表示が歪んで視認されてしまう問題があった。特に補助シート２の両面に凸状の突起を形成する構成では応力集中の効果は大きいが、突起の直下のアイコンや、キー、ボタン等の文字や記号を視認しにくい問題があった。また、別付の補助シートであるので携帯情報機器では厚み寸法が増加する問題があった。また、携帯電話機の様にラフな使用を前提とすれば、補助シート２の破損、操作性の悪さなどの問題があった。

（発明の目的）
本発明は、上記課題を解決し文字入力のときに小型キーボードと同等の操作性で入力できるタッチパネルを提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために、本発明に係わるタッチパネルは、一対の透明電極を配置した入力側の上基板と下基板とを透明電極を内側にして対向配置してなり、表示や印字した仮想キーボードのキーあるいはボタンを押下して文字や記号などを入力あるいは選択入力するタッチパネルにおいて、上基板は各キーあるいはボタンに対応するそれぞれの位置に上面から突出する凸状の突起部を有し、該突起部と上基板とが一体に形成されていることを特徴とする。

また、突起部は仮想キーボードのキーあるいはボタンの形状と比較して若干小さい形状に形成されていることを特徴とする。

また、突起部が略半球状の形状に形成されていることを特徴とする。

また、突起部が紫外線硬化剤からなり、該突起部に紫外線を照射することによって硬化させると共に突起部と上基板とを接着固定したことを特徴とする。

また、突起部が低融点ガラスからなり、該低融点ガラスを硬化させると共に前記突起部と前記上基板とを一体固定したことを特徴とする。

以上のように本発明によれば、携帯電話のような小型携帯情報機器の限られたスペースに密集させてアイコンやテンキーを配置しても、指入力が可能であり、凸状の突起部を指先の触感で特定でき、また押圧点への応力集中が発生するので押し間違いも発生しにくい。また、タツチパネルの入力側の上基板と一体の突起部を形成することで、安価に凸状の突起部が形成され、透過率、視認性の劣化が少なく、また過酷な条件下での耐久性や操作性に優れるタッチパネルを実現できる。また、文字入力時に小型キーボードと同等の操作性で入力することが可能なタッチパネルを提供することができる。

図１は本発明の本実施形態におけるタッチパネルを示す部分拡大断面図、図２は上基板の他の例を示す断面図、図３は上基板の製造方法を示す断面図、図４は上基板の製造方法の他の例を示す断面図である。本実施形態におけるタッチパネルは上基板に特徴があり、その他の構成は、従来例におけるタッチパネルと同様である。従って、従来例と同一部分については同一番号を付与してその説明は省略する。以下、図１から図４を用いて本実施形態におけるタッチパネルについて説明する。

図１に示すように本実施形態のタッチパネル３０は液晶表示パネル２０の上に配置されている。このタッチパネル３０の入力側の上基板２４には上面から突出する凸状の突起部２１が設けられている。この突起部２１は、液晶表示パネル２０に表示される仮想キーボード（図示せず）の各キーあるいはボタンに対応するそれぞれの位置に配置され、上基板２４と一体に形成されている。この突起部２１は、指先によって押下して文字や記号などを入力あるいは選択入力する時に押下し易くすると共に押下した時に上基板２４上の押下する部分の変形範囲（面積）を小さくして確実に押下位置を検出するためのものである。

突起部２１の平面形状は、表示画面のアイコン、キー、ボタン、文字に対応する大きさの円形、矩形等自由に決められるが、仮想キーボードのキーあるいはボタンの形状と比較して若干小さい形状に形成することが好ましい。また、突起部２１の側面形状は上部２１ａが平坦であれば上から視認する際、歪みが発生しない効果がある。図１は直方体の形状とした例であるが、この他に台形形状等でも良い。また、突起部２１の上基板２４の上面２４ａからの高さｈの寸法値は０．１〜１ｍｍ程度に設定するのが好ましく、本実施形態においては高さｈの寸法値を０．５ｍｍとした。

また、図２に示すように突起部３１を略半球状としても良い。特に凸レンズ形状とすれば、アイコンや文字が拡大して視認されると共に視認品質に歪みが発生しない効果が得られる。さらに突起部３１が略半球状に近い形状となるので、操作性や耐久性にも優れ好ましい。また、突起部３１の上基板３４の上面３４ａからの高さｈの寸法値は前述したように０．１〜１ｍｍ程度に設定するのが好ましい。

次に突起部と上基板とを一体に形成する方法について説明する。突起部と上基板とを一体に形成する方法としては種々あるが成形やプレス加工で形成する場合は金型により自由度の高い形状を与える事が可能である。また、上基板の材質についても樹脂フィルムだけでなく、ガラス基板の場合においてもソーダガラス等の軟化点は５５０〜６００℃程度であり、プレス成形にて形成することができる。

また、透明樹脂等からなる凸状の突起部を別体で製作しタツチパネルの入力側の上基板上面に接着等で固定する方法もある。この場合、図３（ａ）に示すように別体で製作した突起部４１を配置する位置に合わせて予め突起部４１の上面４１ａを接着シート４２に粘着剤等で貼り合わせる。この時、突起部４１の下面４１ｂに接着剤を付着させておく。次に、突起部４１の下面４１ｂと上基板４４の上面４４ａとを対向するように配置して、矢印Ａの方向に接着シート４２に貼り合わせた突起部４１を押し下げ、図３（ｂ）に示すように上基板４４の上面４４ａに突起部４１の下面４１ｂをさらに押圧して接着固定する。その後、図３（ｃ）に示すように、接着シート４２を突起部４１の上面４１ａから除去し、突起部４１と上基板４４とを一体に形成する。このように、接着シート４２ごとに上基板４４の上面４４ａに突起部４１を接着すると作業性が良く所定の位置に確実に接着固定することができる。

また、図４に示すように上基板４４の所定の位置に突起部５１として粘性の高めな紫外線硬化剤をディスペンサー等で滴下すると、表面張力の影響で略半球状の形状となる。この状態で紫外線５３を照射して紫外線硬化剤からなる突起部５１を硬化させると共に、上基板４４の上面４４ａに突起部５１接着固定すれば簡単に上基板４４と凸状の突起部５１とを一体形成できる。

さらに、図４に示す上基板４４の所定の位置に突起部５１を形成する方法として、低融点ガラスを用いることも可能である。低融点ガラスの融点温度は、例えば日本電子硝子のＬＳ−０１０９（Ｒ）では３８５℃である。低融点ガラスを用いる場合、粉末状の低融点ガラスに５〜１０％のエチルセルロースやニトリルセルロースを有機溶剤として、ブチルセロソルブアセテートや、α−ターピネオール等のビークルを混練した、比較的粘性の高い液体とし、ディスペンサー等で滴下して突起部を形成し、加熱炉を用いて４５０℃で焼成し、ビークルを蒸発させて突起部を得る。この方法は、上基板がガラスである場合、上基板と一体化した突起部を平面ガラス上に形成する場合に有効である。

以上説明したように本実施形態におけるタッチパネルは、上基板上にアイコン等の位置に対応させて凸状の突起部を一体に形成することで、指の触感による入力位置の特定が容易になり、入力ミスを防止すると共に、指入力時にタツチパネル入力面の押圧点に応力集中を発生させ、比較的小さなピッチでキーやボタンを配設することを可能にし、且つ押し問違いを防止することができる。また、タツチパネルの入力側の上基板と一体の突起部を形成することで、安価に凸状の突起部を形成することが可能となる。さらに透過率、視認性の劣化が少なく過酷な条件下での耐久性や操作性に優れるタッチパネルをえることができる。

尚、本発明におけるタッチパネルは、アナログ、デジタル何れの方式にも有効である。

本発明の実施形態におけるタッチパネルを示す部分拡大断面図である。 本発明の実施形態における上基板の他の例を示す断面図であるる。 本発明の実施形態における上基板の製造方法を示す断面図である。 本発明の実施形態における上基板の製造方法の他の例を示す断面図である 従来技術のタッチパネルを用いた携帯情報機器を示す平面図である。 従来技術のタッチパネルを示す断面図である。 従来技術のタッチパネルのシート認識説明図である。 従来技術のタッチパネルにおける他の例のシート認識説明図である。

符号の説明

１ 突起
２ 補助シート
３ タッチパネルシート
４ タッチパネルの上基板
４ａ 変形範囲
５ 指先
６ 変形範囲
７ タッチパネルの下基板
８ 透明電極
９ 透明電極
１０、３０ タッチパネル
１１ 携帯情報機器
１２ 画面
１３ 表示部
１４ 仮想キーボード表示部
１５ 仮想キーボード
２０ 液晶表示パネル
２１、３１ 突起部
２１ａ 突起部の上面
２４、３４ 上基板
２４ａ、３４ａ 上基板の上面
４１ 突起部
４１ａ 突起部の上面
４１ｂ 突起部の下面
４２ 接着シート
４４ 上基板
４４ａ 上基板の上面
５１ 突起部
５３ 紫外線

Claims (5)

1. 一対の透明電極を配置した入力側の上基板と下基板とを前記透明電極を内側にして対向配置してなり、表示や印字した仮想キーボードのキーまたはボタンを押下して文字や記号などを入力あるいは選択入力するタッチパネルにおいて、
   前記上基板は前記各キーあるいはボタンに対応するそれぞれの位置に上面から突出する凸状の突起部を有し、該突起部と前記上基板とが一体に形成されていることを特徴とするタッチパネル。
2. 前記突起部は前記仮想キーボードのキーあるいはボタンの形状と比較して若干小さい形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載のタッチパネル。
3. 前記突起部が略半球状の形状に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のタッチパネル。
4. 前記突起部が紫外線硬化剤からなり、該突起部に紫外線を照射することによって硬化させると共に前記突起部と前記上基板とを接着固定したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のタッチパネル。
5. 前記突起部が低融点ガラスからなり、該低融点ガラスを硬化させると共に前記突起部と前記上基板とを一体固定したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のタッチパネル。

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